KR20010032368A - Method of fine feature edge tuning with optically-halftoned mask - Google Patents
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Abstract
광학 노광 툴을 사용하여 마스크로부터 반도체 기판상으로 집적회로에 대응하는 리소그래피 패턴을 광학적으로 전사하기 위한 포토리소그래피 마스크를 개시한다. 마스크는 집적회로를 형성하는 요소에 대응한 다수의 기능부. 기능부의 적어도 한 에지상에 배치된 다수의 분해불능 바이어싱 세그먼트를 포함한다.A photolithographic mask is disclosed for optically transferring a lithographic pattern corresponding to an integrated circuit from a mask onto a semiconductor substrate using an optical exposure tool. The mask is a plurality of functional units corresponding to the elements forming the integrated circuit. And a plurality of invisible biasing segments disposed on at least one edge of the functional portion.
Description
반도체 제조 기술은 급속히 광학 리소그래피의 한계에 이르고 있으므로, 오늘날까지 최신 기술의 공정은 노광 파장(″λ″) 아래의 임계 치수(″CD″)를 보이는 기능부를 가진 IC를 정규적으로 생산해왔다. (회로의 ″임계 치수″는 기능부의 최소 폭 또는 두 기능부들간의 최소 간격으로 정의된다.) λ보다 작도록 설계된 기능부 패턴인 경우, 광학 근접 효과(optical proximity effect: OPE)가 보다 심각하며, 사실상 리딩 에지 서브-λ 제조 공정동안 견딜 수 없게 된다는 것을 알았다.As semiconductor manufacturing technology is rapidly reaching the limits of optical lithography, to date, the state of the art processes have regularly produced ICs with functional features that exhibit critical dimensions (″ CD ″) below the exposure wavelength (″ λ ″). (The ″ threshold dimension ″ of the circuit is defined as the minimum width of the functional part or the minimum distance between the two functional parts.) For functional patterns designed to be smaller than λ, the optical proximity effect (OPE) is more severe, In fact it has been found to be unbearable during the leading edge sub-λ manufacturing process.
광학 근접 효과는 광학 투사 노광 툴의 잘 알려진 특성이다. 특히, 근접 효과는 상당히 근접하게 이격된 회로 패턴이 웨이퍼상의 레지스트층으로 리소그래픽으로 전사될 때 발생된다. 근접하게 이격된 회로 기능부의 광파가 상호작용하므로써, 최종 전사된 패턴 기능부를 왜곡시킨다. 환언하면, 회절로 인해 인접한 기능부는 패턴에 종속한 변동을 생성하는 식으로 서로 상호작용하게 한다. 소정 기능부상의 OPE의 크기는 다른 기능부에 관하여 마스크상에서의 기능부 배치에 따른다. 기능부들이 보다 근접할수록, 그들간의 광학 근접 효과는 보다 강해진다.Optical proximity effect is a well known property of optical projection exposure tools. In particular, proximity effects occur when lithographically transferred circuit patterns that are fairly closely spaced are transferred to the resist layer on the wafer. As light waves of closely spaced circuit functions interact, they distort the final transferred pattern function. In other words, the diffraction causes adjacent functionalities to interact with each other in a way that produces pattern dependent variation. The size of the OPE on a given functional part depends on the placement of the functional part on the mask with respect to the other functional parts. The closer the functional parts are, the stronger the optical proximity effect between them.
이러한 근접 효과에 의해 발생되는 주된 문제중의 하나가 기능부 CD에서의 원치않는 변동이다. 리딩 에지 반도체 공정에서, 이것은 웨이퍼 분류 양품률 및 최종 제품의 속도-바이닝(speed-binning)에 직접적인 영향을 주므로, 기능부의 CD에 대해 엄격한 제어를 하는 것이 제조 목표중의 제1 목표이다.One of the main problems caused by this proximity effect is unwanted variation in the functional CD. In leading edge semiconductor processes, this has a direct impact on wafer sort yield and the speed-binning of the final product, so strict control over the functional CD is the first goal of the manufacturing goal.
OPE에 의해 발생되는 회로 기능부의 CD에서의 변동을 몇몇 방법에 의해 감소시킬 수 있다는 사실은 알려져 있다. 이러한 한 기법은 노광 툴의 조명 특성을 조정하는 것과 관련있다. 특히, 조명 콘덴서의 수치 구경(″NAc″) 대 이미징 대물렌즈의 수치 구경(″NAo″)의 비를 조심스레 선택하므로써(이 비는 부분 코히어런스 비(the partial coherence ratio)-σ로서 지칭된다), OPE의 정도를 소정의 범위까지 조작할 수 있다. 부분 코히어런스 비는 다음과 같이 정의된다:It is known that fluctuations in the CD of the circuit function generated by the OPE can be reduced by several methods. One such technique involves adjusting the illumination characteristics of an exposure tool. In particular, by carefully selecting the ratio of the numerical aperture (″ NAc ″) of the lighting capacitor to the numerical aperture (″ NAo ″) of the imaging objective (this ratio is referred to as the partial coherence ratio—σ). The degree of OPE can be operated to a predetermined range. The partial coherence ratio is defined as:
σ = (NAc)/(NAo)σ = (NAc) / (NAo)
일반적으로, σ가 증가함에 따라, 조명 코히어런스는 감소한다. 조명원이 보다 덜 간섭할수록, OPE는 보다 작아진다. σ가 0.7보다 커지는 극단의 경우에, OPE는 분리 내지 반분리의 범위인 기능부 피치(feature pitches:″FP″)에 대해 사실상 최소화될 수 있는 데, 이것은 아래에 정의되어 있다. 썸 규칙(rule of thumb)에 따라, NAo>0.55인 현대 노광 툴인 경우, 기능부 패킹은 종종 인접한 두 기능부에 대한 ″피치″의 개념으로 표현된다. 본 발명의 설명 뿐만 아니라 다음의 설명을 위하여, 기능부 ″피치″를 다음의 네 범주로 분류한다:In general, as σ increases, illumination coherence decreases. The less the illumination source interferes, the smaller the OPE is. In the extreme case where sigma is greater than 0.7, the OPE can be virtually minimized for feature pitches ("FP"), which range from separation to half separation, which is defined below. According to the rule of thumb, for modern exposure tools with NAo> 0.55, functional packing is often expressed in terms of the ″ pitch ″ for two adjacent functional parts. In addition to the description of the present invention as well as the following description, the functional part ″ pitch ″ is classified into the following four categories:
가) 밀집 기능부: FP < 2λ,A) Dense function: FP <2λ,
나) 반-밀집 기능부: 2λ ≤ FP < 3λ,B) semi-dense function: 2λ ≤ FP <3λ,
다) 반-분리 기능부: 3λ ≤ FP < 5λ,C) semi-separating function: 3λ ≤ FP <5λ,
라) 분리 기능부: FP ≥ 5λD) Separation function: FP ≥ 5λ
여기서, FP = 기능부 CD + 기능부와 기능부간의 간격.Where FP = functional part CD + interval between functional part and functional part.
비교적 일관되지 않은 조명을 사용하는 것에 부가하여, 전술한 바와 같이, 마스크 기능부를 ″사전-교정″하므로써 또한 OPE를 보정할 수 있다. 이러한 계열의 기법은 일반적으로 OPC(optical proximity correction) 기법으로 알려져 있다.In addition to using relatively inconsistent illumination, as described above, the OPE can also be corrected by " pre-calibration " the mask function. This family of techniques is commonly known as optical proximity correction (OPC).
예를 들면, 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허출원 제5,242,770호('770 특허)에는 OPC에 관한 산란 바(scattering bars: SBs)를 사용하는 방법이 기술되어 있다. '770 특허는 기능부가 밀집 기능부인 것처럼 동작하도록 분리 기능부를 변경하는 데 상당히 효과적인 SB 방법을 설명한다. 이렇게 하므로써, 격리 기능부에 대한 포커스 깊이(DOF)는 개선되고, 따라서, 공정 범위를 상당히 증가시킨다. 산란 바(또한, 강도 레벨링 바 또는 어씨스트 바로 지칭)는 분리된 에지의 에지 강도 경사를 조정하기 위하여 마스크상에 분리된 기능부 에지 옆에 배치되는 (전형적으로 노광 툴에 의해 분석할 수 없는) 교정 기능부이다. 바람직하게, 분리 에지의 조정된 에지 강도 경사는 밀집 특징 에지의 에지 강도 경사와 매칭되므로, SB-지원 분리 기능부가 조밀하게 장착된 기능부와 거의 동일한 폭을 가지게 한다.For example, U. S. Patent Application No. 5,242, 770 ('770 patent) assigned to the assignee of the present invention describes a method of using scattering bars (SBs) for OPC. The '770 patent describes a SB method that is quite effective at modifying the separation function to behave as if the function is a dense function. In this way, the depth of focus (DOF) for the isolation function is improved, thus significantly increasing the process range. Scattering bars (also referred to as intensity leveling bars or assist bars) are placed next to the separate functional edges on the mask (typically unresolved by the exposure tool) to adjust the edge intensity gradient of the separate edges. It has a calibration function. Preferably, the adjusted edge strength slope of the separation edge is matched with the edge strength slope of the dense feature edge, thus allowing the SB-supported separation function to have approximately the same width as the densely mounted function.
″산란 바″ OPC가 분리 및 밀집 기능부를 매칭시키기 위한 효과적인 방법인 반면에, 표준 산란 바(SSB)는 반분리 기능부 피치와 결합하여 사용할 때에 필요한 ″광학 웨이트(optical weight)″ 이상을 운송하고, 그 결과로 이 정황에 사용된다면 과교정된다. 1997년 2월 28일 출원된 미국 특허출원 시리얼 번호 제08/808,587호에서, 본 발명의 출원인은 반분리 기능부에 관해 보다 정밀한 CD 교정을 해야 할 필요성을 다루는 ″기능부 군집화(feature crowding)″ OPC 방법을 기술한다. 본 명세서에 기술된 방법은 보다 가벼운 광학 웨이트를 가지는 SB를 사용하므로써, 반분리 기능부를 보다 정확하게 처리할 수 있다.″ Scattering Bars ″ OPCs are an effective way to match separation and dense functions, while standard scattering bars (SSBs) carry more than the ″ optical weight ″ required when used in combination with the semi-separating function pitch. As a result, it is overcorrected if used in this context. In US patent application Ser. No. 08 / 808,587, filed Feb. 28, 1997, Applicants of the present invention deal with the need to make more precise CD corrections for semi-separated functions, ″ feature crowding ″. Describe the OPC method. The method described herein uses SBs with lighter optical weights so that the semi-separation function can be processed more accurately.
특히, 도 1을 참조하면, 제08/808,587호 출원의 ″기능부 군집화″ SB 방법은 두 부류의 새로운 산란 바를 도입한다: SSB(14)의 폭의 일부인 폭을 가지는 얇은 SB(12)(″TSB″), 그리고, 대시-SB로서 알려진 하프톤 SB(halftone SB: ″HSB″)(16). HSB는 SSB와 동일한 폭을 가지지만, 하프톤 스크린을 사용하여 대시로 부서진다.In particular, referring to FIG. 1, the ″ functional clustering ″ SB method of application 08 / 808,587 introduces two classes of new scattering bars: a thin SB 12 (″) having a width that is part of the width of the SSB 14. TSB ″), and halftone SB (″ HSB ″) 16, also known as dash-SB. HSB has the same width as SSB, but breaks into dashes using a halftone screen.
기능부(18)들간의 밀집 광간에서, 광 웨이트는 SB 폭에 정비례한다. 따라서, TSB의 폭을 감소시키므로서, TSB를 보다 빽빽한 기능부 공간으로 군집시킬 수 있다. 그러나, TSB의 최소 폭은 마스크 제조 공정에 의해 제한된다. 오늘날의 리딩 에지 마스크 제조 공정에서, 최소의 제조가능한 TSB 폭은 레티클(즉, 기능부)상에서 대략 0.24㎛이다. 1×웨이퍼 스케일에서, 이것은 0.06㎛의 TSB 폭과 동일하다. 이와 같이, 0.06㎛ 이하인 광 웨이트가 필요한 경우에 HSB를 사용하여야 한다.In the dense light between the functional parts 18, the light weight is directly proportional to the SB width. Therefore, by reducing the width of the TSB, the TSB can be clustered into a more compact functional space. However, the minimum width of the TSB is limited by the mask manufacturing process. In today's leading edge mask fabrication process, the minimum manufacturable TSB width is approximately 0.24 μm on the reticle (ie functional part). At the 1 × wafer scale, this is equivalent to a TSB width of 0.06 μm. As such, HSB should be used when an optical weight of 0.06 μm or less is needed.
HSB는 전술한 마스크 제조상의 제한을 피하도록 개발되어 왔다. HSB가 SSB와 동일한 폭을 가질 수 있으므로, 마스크를 제작하고 검사하기가 보다 쉬워졌다. 또한, (도 2를 참조하여 후술되는 바와 같이) HSB의 하프톤 주기를 조정하므로써, 원하는 광 웨이트를 얻을 수 있다. 예를 들면, 50% 광 웨이트를 얻기 위해서는 도 2에 도시된 바와 같이 하프톤 주기가 50%이여야 한다.HSBs have been developed to avoid the mask manufacturing limitations described above. Since the HSB can have the same width as the SSB, masks are easier to fabricate and inspect. Further, by adjusting the halftone period of the HSB (as described later with reference to FIG. 2), a desired optical weight can be obtained. For example, to obtain 50% optical weight, the halftone period must be 50% as shown in FIG.
하프톤 주기(HTP) = d + sHalftone Period (HTP) = d + s
d=s인 동안, %H = (d/HTP) * 100% = 50%while d = s,% H = (d / HTP) * 100% = 50%
도 2를 참조하면, d와 s간의 크기 비율을 조정하므로써, SSB에 관하여 원하는 광 웨이트를 얻기 위해 %H를 변경시킬 수 있다. 이 HSB 방법은 마스크 제조 공정에 의해 부가되는 솔리드 산란 바의 제조가능한 최소 폭 이하로 광 웨이트를 연장시킨다. 예를 들면, 참조에서와 같이 0.1㎛ SSB 폭을 사용하면, 25% HSB는 0.025㎛ 폭 산란 바와 동등하다. 이것은 오늘날 향상된 마스크 제조 공정에 의해 얻을 수 있는 현 0.06㎛ TSB의 한참 아래이다.Referring to Fig. 2, by adjusting the size ratio between d and s,% H can be changed to obtain the desired optical weight with respect to SSB. This HSB method extends the light weight below the minimum manufacturable width of the solid scattering bars added by the mask fabrication process. For example, using 0.1 μm SSB width as in reference, 25% HSB is equivalent to 0.025 μm width scattering bar. This is well below the current 0.06 μm TSB obtained by today's improved mask manufacturing process.
8/808,587 출원의 ″기능부 군집화″ OPC 방법이 반분리 기능부 상황에서 CD 제어에 효과적인 반면에, 반밀집 범위에서의 기능부들사이에 적절한 크기의 SB를 물리적으로 삽입할 수 없다. 이러한 유형의 기능부인 경우, ″바이어싱(biasing)″을 활용하여 OPE를 보정하여야 한다.While the ″ functional clustering ″ OPC method of the 8 / 808,587 application is effective for CD control in semi-separated functional situations, it is not possible to physically insert an SB of the appropriate size between the functional parts in the semi-dense range. In the case of this type of functionality, OPE should be calibrated using ″ biasing ″.
통상적인 기능부 바이어싱 방법은 주 기능부로 또는 주 기능부로부터 사전결정된 양을 가산 또는 감산하므로써 주 기능부 CD를 변경할 것을 요구한다. 예를 들면, 0.18㎛ 주 기능부상의 +0.02㎛ 전체 바이어스는 주 기능부 폭을 0.20㎛로 변경시킨다. 반밀집 기능부인 경우, 마스크 기록 툴이 필요한 양의 바이어스를 해결할 수 있는 한, 이러한 유형의 바이어스 교정은 충분한 OPC 기법이다.A conventional functional biasing method requires changing the main functional CD by adding or subtracting a predetermined amount to or from the main functional part. For example, a +0.02 μm overall bias on a 0.18 μm main function portion changes the main function width to 0.20 μm. In the case of a semi-dense function, this type of bias correction is a sufficient OPC technique, as long as the mask writing tool can solve the required amount of bias.
4× DUV 웨이퍼 패턴상에 이러한 +0.02㎛ 미세한 기능부 바이어스를 수행하기 위하여, 레티클상에 +0.08㎛(즉, 0.02㎛×4)의 바이어스가 필요하다. 또한, 패턴 대칭성을 보존하고, 기능부의 위치상 이동을 피하기 위하여, 이 바이어스 양의 반을 각 후보 기능부의 각 에지에 적용하여야 한다. 그러면, 측면당 필요한 바이어스 양은 +0.01㎛이다. 4×에서, 이것은 단지 0.04㎛이다. 래스터 e-빔 마스크 기록 툴상에 이러한 패턴을 이미징하기 위해서는 최신 e-빔 머신상에서 허용가능함에도 불구하고 표준 6인치 마스크에 대해 20시간을 초과하는 기록 시간을 필요로 할 수 있는 0.04㎛ 어드레스 유닛을 필요로한다. 분명히, 이러한 연장된 시간 주기는 생산 관점에서 볼 때 비실용적이거나 혹은 수용할 수 없다. 보다 수용가능한 생산 e-빔 기록 시간은 마스크당 거의 3 내지 6 시간이다.In order to perform this +0.02 μm fine functional bias on the 4 × DUV wafer pattern, a bias of +0.08 μm (ie 0.02 μm × 4) is required on the reticle. Also, in order to preserve pattern symmetry and avoid positional movement of the functional part, half of this bias amount should be applied to each edge of each candidate functional part. The amount of bias required per side is then +0.01 μm. At 4 × this is only 0.04 μm. Imaging these patterns on a raster e-beam mask recording tool requires a 0.04 μm address unit that may require more than 20 hours of recording time for a standard 6 inch mask, despite being acceptable on modern e-beam machines. Shall. Clearly, this extended time period is either impractical or unacceptable from a production standpoint. A more acceptable production e-beam recording time is almost 3-6 hours per mask.
또한, 이러한 미세한 기능부 바이어싱을 위해 광 레이저 마스크 기록 툴을 사용하게 되면 충분한 해상도가 부족하므로 비실용적이다. 따라서, 반밀집 기능부 피치 범위에 기능부의 상당히-미세한 바이어싱을 활용하기에는 높은 비용이 소요되기 때문에 어렵다. 그럼에도 불구하고, 반밀집 기능부 피치 범위의 기능부에 대한 소정 형태의 미세한 기능부 바이어싱 없이, 이들 피치 범위는 배치 설계 규칙에서 허용될 수 없다.In addition, the use of an optical laser mask recording tool for such fine function biasing is impractical because it lacks sufficient resolution. Therefore, it is difficult to utilize the highly-fine biasing of the function in the half-dense function pitch range because of the high cost. Nevertheless, without some form of fine function biasing for the functions of the semi-dense functional pitch range, these pitch ranges cannot be tolerated in layout design rules.
반도체 산업이 (교번적인 위상-시프트 마스크와 같이) 부가적인 광학 해상도 향상 기법을 사용하기 시작함에 따라, 광 리소그래피는 0.5λ근처의 최소 기능부 치수를 생산할 것으로 기대된다. 이러한 깊은 서브-λ 회로 설계 규칙에서, 반밀집 기능부(2λ와 3λ 사이의 기능부 피치)가 점점 더 일반화되고 있다. 따라서, 반도체 산업은 곧 리딩 에지 제조 공정동안 반밀집 기능부에 대해 실질적인 OPC 해상도를 필요로 할 것이다. 본 발명의 목적은 이러한 문제에 대한 해결방안을 제공하는 것이다.As the semiconductor industry begins to use additional optical resolution enhancement techniques (such as alternating phase-shift masks), optical lithography is expected to produce minimum functional dimensions around 0.5λ. In this deep sub-λ circuit design rule, semi-dense functional parts (functional part pitch between 2λ and 3λ) are becoming more and more common. Thus, the semiconductor industry will soon require substantial OPC resolution for semi-dense features during the leading edge fabrication process. It is an object of the present invention to provide a solution to this problem.
본 발명은 포토리소그래피(photolithography)에 관한 것으로, 특히 반도체 장치를 제조하기 위하여 사용되는 포토리소그래피 마스크에 사용되는 근접 교정 기능부(proximity correction features)에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to photolithography, and in particular, to proximity correction features used in photolithography masks used for manufacturing semiconductor devices.
도 1은 미국 특허출원 번호 제08/808,587호에 기술된 얇은 산란 바 및 하프톤 산란 바를 사용하는 ″기능부 군집화″ OPC 방법을 도시하는 도면.1 illustrates a ″ functional clustering ″ OPC method using thin scattering bars and halftone scattering bars described in US patent application Ser. No. 08 / 808,587.
도 2는 도 1에 도시된 바와 같이, 하프톤 산란 바의 하프톤 주기를 정의하는 방법을 도시하는 도면.FIG. 2 illustrates a method of defining a halftone period of a halftone scattering bar, as shown in FIG.
도 3은 양 바이어스를 제공하는 본 발명의 하프톤 바이어스 기법의 전형적인 실시예를 사용하여 형성된 마스크의 일부를 도시하는 분해도.3 is an exploded view showing a portion of a mask formed using a typical embodiment of the halftone bias technique of the present invention providing positive bias;
도 4는 음 바이어스를 제공하는 본 발명의 하프톤 바이어스 기법의 전형적인 실시예를 사용하여 형성된 마스크의 일부를 도시하는 분해도.4 is an exploded view showing a portion of a mask formed using a typical embodiment of the halftone bias technique of the present invention providing negative bias;
도 5는 레지스트 라인을 형성하기 위해 본 발명을 활용하여 얻은 실험 결과를 도시하는 도면.5 shows experimental results obtained utilizing the present invention to form a resist line.
도 6은 본 발명에 따르는 비대칭 하프톤 바이어스 기법을 사용하여 소정 기능부의 마이크로-위치를 조정할 수 있는 능력을 도시하는 도면.Figure 6 illustrates the ability to adjust the micro-position of a given function using an asymmetric halftone bias technique in accordance with the present invention.
도 7(a) 및 도 7(b)는 본 발명에 따르는 비대칭 하프톤 바이어스 기법을 사용하여 렌즈 수차에 대한 교정을 할 수 있는 능력을 도시하는 도면.7 (a) and 7 (b) illustrate the ability to correct for lens aberration using the asymmetric halftone bias technique in accordance with the present invention.
도 8은 altPSM 병렬 라인 패턴상에 적용되는 본 발명에 따르는 비대칭 하프톤 바이어스를 도시하는 도면.8 illustrates an asymmetric halftone bias in accordance with the present invention applied on an altPSM parallel line pattern.
도 9는 altPSM 병렬 라인 패턴에 도 8에 도시된 비대칭 바이어스를 적용하여 얻은 강도 레벨링을 도시하는 도면.FIG. 9 shows intensity leveling obtained by applying the asymmetric bias shown in FIG. 8 to an altPSM parallel line pattern. FIG.
도 10은 본 발명의 하프톤 바이어싱 기법을 사용하여 사용가능한 그리드-스내핑 제어를 도시하는 도면.10 illustrates grid-snapping control usable using the halftone biasing technique of the present invention.
따라서, 본 발명의 목적은 광학 근접 효과를 보상하기 위한 밀집 및 반밀집 패킷화된 기능부에 대해 미세한 기능부 바이어싱을 제공하는 비용면에 효율적이며 실제적인 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a cost effective and practical method of providing fine functional biasing for dense and semi-dense packetized functionalities to compensate for optical proximity effects.
특히, 본 발명은 광학 노광 툴을 사용하여 마스크로부터 반도체 기판상으로 집적회로에 대응하는 리소그래픽 패턴을 광학적으로 전사하기 위한 마스크를 제조하기 위한 방법을 제공한다. 이 방법은 마스크상에 집적회로를 형성하는 요소에 대응하는 다수의 기능부를 형성하는 단계 및, 적어도 하나의 기능부의 에지상에 배치된 다수의 분해불능 바이어싱 세그먼트(non-resolvable biasing segments)를 형성하는 단계를 포함한다.In particular, the present invention provides a method for manufacturing a mask for optically transferring a lithographic pattern corresponding to an integrated circuit from a mask onto a semiconductor substrate using an optical exposure tool. The method includes forming a plurality of functional portions corresponding to elements forming an integrated circuit on a mask, and forming a plurality of non-resolvable biasing segments disposed on an edge of the at least one functional portion. It includes a step.
또한, 본 발명은 광학 노광 툴을 사용하므로서 마스크로부터 반도체 기판으로 집적회로에 대응하는 리소그래픽 패턴을 광학적으로 전사하기 위한 리소그래피 마스크에 관한 것이다. 마스크는 집적회로를 형성하는 요소에 대응하는 다수의 기능부 및, 적어도 하나의 기능부의 에지상에 배치된 다수의 분해불능 바이어싱 세그먼트를 포함한다.The present invention also relates to a lithographic mask for optically transferring a lithographic pattern corresponding to an integrated circuit from a mask to a semiconductor substrate by using an optical exposure tool. The mask includes a plurality of functional portions corresponding to the elements forming the integrated circuit, and a plurality of non-resolution biasing segments disposed on the edges of the at least one functional portion.
상세히 후술하는 바와 같이, 본 발명의 방법 및 장치는 종래기술에 비하여 중요한 이점을 제공한다. 가장 중요한 것은, 본 발명이 비현실적으로 작은 e빔 어드레스 유닛 혹은 스폿 크기를 사용할 필요없이 상당히 미세한 기능부 크기를 제공하므로써, 상당한 비용 절감을 가져오는 하프톤 바이어싱 방법을 제공한다는 것이다. 진실로, 하프톤 바이어싱 방법은 산란 바를 사용할 수 없는 반밀집 및 밀집 기능부 상황에서 OPC 처리를 할 수 있도록 현재의 마스크 제조 공정을 사용하는 나노미터 스케일의 기능부 바이어싱을 허용한다.As will be described in detail below, the method and apparatus of the present invention provide significant advantages over the prior art. Most importantly, the present invention provides a halftone biasing method that results in significant cost savings by providing significantly fine functional size without the need to use unrealistically small e-beam address units or spot sizes. Indeed, the halftone biasing method allows nanometer scale functional biasing using current mask fabrication processes to allow OPC processing in situations of semi-dense and dense functionality where scattering bars are not available.
또한, 소정 기능부에 본 발명의 신규의 하프톤 바이어싱 기법을 비대칭적으로 적용하므로써, 레지스트 기능부 위치지정에서 렌즈-수차-유도 시프트를 보상하기 위하여 마이크로 위치 교정을 완수할 수 있다.In addition, by asymmetrically applying the novel halftone biasing technique of the present invention to a given function, micro-position correction can be completed to compensate for lens-aberration-induced shift in resist function positioning.
비대칭 하프톤 바이어스 기법(″AHB″)는 또한 교번하는 위상 시프트 마스크(″altPSMs″)에서 위상-시프팅과 비-위상-시프팅 간의 불균형한 투과율의 결과로 발생할 수 있는 고르지 않은 대기 이미지 강도를 레벨링하는 데 효과적이다.The asymmetric halftone bias technique (″ AHB ″) also eliminates uneven atmospheric image intensities that can occur as a result of an unbalanced transmission between phase-shifting and non-phase-shifting in alternating phase shift masks (″ altPSMs ″). Effective for leveling
AHB의 또다른 장점은 원래 의도한 배치를 사실상 따르는 ″그리드-스냅된(grid-snapped)″ 패턴을 변경 및/또는 고정하는 데 활용될 수 있다는 것이다.Another advantage of the AHB is that it can be utilized to modify and / or fix ″ grid-snapped ″ patterns that actually follow the originally intended placement.
당업자라면 본 발명의 전형적인 실시예의 후술되는 상세한 설명으로부터 본 발명의 또다른 이점을 명백히 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will clearly recognize another advantage of the present invention from the following detailed description of exemplary embodiments of the present invention.
본 발명의 목적 및 장점과 함께 본 발명 그자체는 후술되는 상세한 설명 및 첨부도면을 참조하여 보다 잘 이해될 수 있다.The present invention, together with the objects and advantages of the present invention, may be better understood with reference to the following detailed description and the accompanying drawings.
이제 앞에서 정의한 바와 같은 밀집 및 반밀집 패킷화된 기능부에 OPC를 제공하기 위하여 기능부 CD 및 기능부 피치를 제어하는 신규의 바이어싱 기법에 관하여 상세히 후술할 것이다. 주 기능부 에지에 직접 적용되는 광학 하프톤을 활용하는 신규의 바이어싱 기법은 주 기능부에 상당히 미세한 사이징을 제공한다.A novel biasing technique for controlling functional CD and functional pitch to provide OPC to dense and semi-dense packetized functional units as defined above will now be described in detail. A new biasing technique that utilizes optical halftones applied directly to the main functional edge provides significant fine sizing to the main functional portion.
도 3은 포토리소그래피 마스크의 분해도로서, 본 발명을 적용한 전형적인 실시예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 각 기능부(30)는 주어진 기능부(30)의 에지(35)상에 배치된 다수의 바이어싱 세그먼트(32)를 포함한다. 도 3의 예에서, 바이어싱 세그먼트(32)는 각 기능부(30)의 두 대향 에지(35)를 따라 배치된다. 주어진 기능부(35)를 따라 ″이 모양(tooth-like)″ 패턴을 형성하는 바이어싱 세그먼트(32)는 사실상 정사각형 형태를 가지는 것으로 도시하였다. 그러나, 실제 구현시에, 바이어싱 세그먼트(32)는 다소 라운드형 구성을 보인다. 도 3에 도시된 치수는 다음과 같이 정의된다:3 is an exploded view of a photolithography mask, illustrating an exemplary embodiment to which the present invention is applied. As shown, each functional unit 30 includes a number of biasing segments 32 disposed on the edge 35 of a given functional unit 30. In the example of FIG. 3, the biasing segments 32 are arranged along two opposing edges 35 of each functional part 30. The biasing segments 32 forming a ″ tooth-like ″ pattern along a given functional portion 35 are shown as having a substantially square shape. However, in actual implementation, the biasing segment 32 exhibits a somewhat rounded configuration. The dimensions shown in FIG. 3 are defined as follows:
d =주어진 바이어싱 세그먼트의 길이d = length of the given biasing segment
s = 인접한 바이어싱 세그먼트들간의 거리s = distance between adjacent biasing segments
w = 주어진 바이어싱 세그먼트의 폭w = the width of the given biasing segment
전형적으로, w는 래스터 스캔 e-빔 마스크 기록기에 사용되는 전자 빔 스폿 크기와 동등하다. 일반적으로 사용되는 스폿 크기는 이 기술분야 4×DUV 레티클의 상태에 대해 0.05㎛ 내지 0.125㎛까지 변한다.Typically, w is equivalent to the electron beam spot size used in the raster scan e-beam mask recorder. Spot sizes generally used vary from 0.05 μm to 0.125 μm for the state of the art 4 × DUV reticle.
상세히 전술한 바와 같이, 기능부 피치(″FP″), 하프톤 주기(″HTP″), 그리고, 바이어싱 세그먼트(32)의 하프톤의 퍼센트(″%H″)는 다음과 같이 정의된다:As described in detail above, the functional pitch (″ FP ″), halftone period (″ HTP ″), and the percentage of halftones (″% H ″) of the biasing segment 32 are defined as follows:
FP = 기능부 CD + 기능부-기능부 간격FP = functional CD + functional-functional interval
HTP = d + sHTP = d + s
%H = (d/HTP)*100%% H = (d / HTP) * 100%
중요한 것은, 본 발명에 따라서, 바이어싱 세그먼트(32)는 포토리소그래피 공정에 사용되는 광학 노광 툴에 의해 분해될 수 없어야 한다는 것이다. 이것은 기능부(30)의 주어진 에지(35)를 따라 배치된 바이어싱 세그먼트(32)의 하프톤 주기가 서브-해상도를 유지토록 요구한다. 하프톤 주기가 서브-해상도를 유지시키기 위하여, 레일리 표준(Rayleigh's criterion)에 따라 다음의 등식이 만족되어야 한다:Importantly, in accordance with the present invention, the biasing segment 32 should not be disassembled by the optical exposure tool used in the photolithography process. This requires that the halftone periods of the biasing segments 32 disposed along the given edge 35 of the functional portion 30 maintain the sub-resolution. In order for the halftone period to maintain sub-resolution, the following equation must be satisfied according to Rayleigh's criterion:
HTP<k1(λ/NAo)HTP <k1 (λ / NAo)
여기서, k1=0.61, λ는 광학 노광원의 파장과 동일하고, NAo는 노광원의 이미징 대물 렌즈의 수치 구경과 동일하다.Here, k1 = 0.61, lambda is equal to the wavelength of the optical exposure source, and NAo is equal to the numerical aperture of the imaging objective lens of the exposure source.
예를 들면, λ=248㎚를 가지는 0.57 NAo KrF 엑시머 레이저 DUV 노광 툴인 경우, HTP는 1× 웨이퍼 스케일에서 0.25㎛(즉, 4× 레티클 스케일에서 1.0㎛)보다 작아야 한다. 이 예에서, 하프톤 주기(HTP)가 0.25m를 초과하도록 허동되는 경우, 하프톤의 평탄함이 감퇴되고, 기능부(30)의 에지를 따라 두드러지는 파가 나타나기 시작한다.For example, for a 0.57 NAo KrF excimer laser DUV exposure tool with λ = 248 nm, the HTP should be less than 0.25 μm at 1 × wafer scale (ie 1.0 μm at 4 × reticle scale). In this example, when the halftone period HTP is stumbled to exceed 0.25 m, the flatness of the halftone is reduced, and a wave that stands out along the edge of the functional portion 30 starts to appear.
바이어싱 세그먼트(32)는 양 바이어스를 제공하는 원래 기능부에 외부적인 부가사항으로 혹은, 음 바이어스를 제공하는 기능부 에지를 따라 내부 컷아웃으로 적용될 수 있다. 도 3은 양 바이어스의 예를 도시한다. 도 4는 음 바이어스의 예를 도시한다. 특히, 도 4에 도시된 바와 같이, 기능부 에지를 따라 컷아웃(37)이 형성되므로써, 음 바이어싱 세그먼트를 형성한다.The biasing segment 32 may be applied as an external addition to the original function providing the positive bias, or as an internal cutout along the function edge providing the negative bias. 3 shows an example of both biases. 4 shows an example of negative bias. In particular, as shown in FIG. 4, a cutout 37 is formed along the functional edge, thereby forming a negative biasing segment.
도 3은 기능부(30)의 인접한 에지(35)상에(주어진 기능부의 대향하는 에지들 혹은, 두 인접한 기능부의 대향하는 에지들) 바이어싱 세그먼트(32)가 서로 정렬되지 않는 다는 것을 의미하는 다른 위상(out-of-phase)의 바이어싱 세그먼트의 예를 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 다른 위상의 바이어싱 세그먼트(32)는 수평으로 정렬되지 않는 다. 또한, ″다른 위상″이란 말은 바어이싱 세그먼트가 반 주기만큼 시프트될 때의 환경을 포함한다는 것에 주목한다. 반대로, 도 3의 바이어싱 세그먼트(32)가 동일 위상인 경우, 바이어싱 세그먼트(32)는 수평으로 정렬된다. 그러나, 전술한 HTP 규칙에 부합하는 한, 동일 위상 및 다른 위상 바이어싱 세그먼트(32)는 동일한 %H에 대해 동등한 CD 결과를 제공할 것이다.3 means that the biasing segments 32 on the adjacent edges 35 of the functional part 30 (opposing edges of a given functional part or opposite edges of two adjacent functional parts) are not aligned with each other. An example of out-of-phase biasing segments is shown. As shown in FIG. 3, the biasing segments 32 of different phases are not aligned horizontally. Also note that the term ″ other phase ″ includes the environment when the biasing segment is shifted by half a period. Conversely, when the biasing segments 32 of FIG. 3 are in phase, the biasing segments 32 are aligned horizontally. However, as long as the above HTP rules are met, the same phase and other phase biasing segments 32 will provide equivalent CD results for the same% H.
표 1은 %H(즉, d와 s 간의 비율)를 조정하므로써 하프톤 바이어스를 정밀히 조정할 수 있는 방법의 예를 도시한다. 다음의 예에서, HTP를 0.25㎛에 고정시키므로써 HTP 규칙이 만족되고, 하프톤 바이어싱 세그먼트의 폭은 에지당 0.020㎛이다. 노광 조건은 조명 σ=0.80을 가진 0.57 NAo KrF 레이저 스테퍼를 포함한다. 활용되는 DUV 레지스트는 폴리실리콘 기판의 상부에 시프레이의 AR2 바톰 안티-리플렉션 코팅(600A 두께)(Shipley's AR2 bottom anti-reflection coating)를 가진 시프레이의 UV5(0.61㎛ 두께)이다.Table 1 shows an example of how halftone bias can be precisely adjusted by adjusting% H (ie, the ratio between d and s). In the following example, the HTP rule is satisfied by fixing HTP to 0.25 μm, and the width of the halftone biasing segment is 0.020 μm per edge. Exposure conditions include 0.57 NAo KrF laser stepper with illumination σ = 0.80. The DUV resist utilized is Shipley's UV5 (0.61 μm thick) with Shipley's AR2 bottom anti-reflection coating on top of the polysilicon substrate.
표 1에서 보여주는 결과에서 지시하는 바와 같이, 기능부의 최종 CD는 %H에서의 변동에 직접 응답한다. 100%H에서, 이것은 0.040㎛의 총 바이어스와 동일하다. 예를 들면, DUV 레지스트 공정은 측정된 레지스트 CD 바이어스가 +0.040㎛이도록 조정된다. 따라서, 기능부의 주어진 에지에 직접 본 발명의 바이어싱 세그먼트를 적용하므로써, 본 발명은 기능부의 CD를 정밀하게 조정할 수 있다. 또한, 보다 상세히 후술하는 바와 같이, 기능부의 단일 에지만을 ″조정″하기 위하여 기능부의 단일 에지에 바이어싱 세그먼트를 적용할 수 있다.As indicated in the results shown in Table 1, the final CD of the function responds directly to the change in% H. At 100% H, this is equivalent to a total bias of 0.040 μm. For example, the DUV resist process is adjusted such that the measured resist CD bias is +0.040 μm. Thus, by applying the biasing segment of the present invention directly to a given edge of the functional part, the present invention can precisely adjust the CD of the functional part. In addition, as described in more detail below, a biasing segment may be applied to a single edge of the functional portion to ″ adjust ″ a single edge of the functional portion.
본 명세서에 모든 조합을 개시하지 않았지만, 전술한 바와 같이 하프톤 바이어싱 세그먼트(32)는 가산 또는 감산 방식(양 하프톤 바이어스 또는 음 하프톤 바이어스)에 적용될 수 있다. 양 바이어스의 예는 도 3 및 표 1에서 보여지는 데, 여기서, 바이어싱 세그먼트는 주 기능부의 CD를 증가시키는 데 활용된다. 이와 반대로, 도 4에 도시된 바와 같이 음 바이어스는 주 기능부의 CD를 감소시키기 위한 작용을 한다. 음 바이어싱 세그먼트는 양 바이어스의 경우에서 기능부의 에지에 바이어싱 세그먼트를 가산시키는 것과 반대라는 것을 제외하고는 양 바이어스 세그먼트와 동일한 방식으로 형성되고, 바이어싱 세그먼트는 기능부의 에지를 따라 섹션을 제거하므로써 형성된다. 일 경우에, 최종 에지는 ″이 모양″ 외관을 보여준다. 또한, 바이어싱 세그먼트는 어두운 필드 및 밝은 필드 마스크(dark field and clear field masks)의 모두에 똑같이 적용가능하다.Although not all combinations are disclosed herein, as described above, the halftone biasing segment 32 may be applied in an additive or subtractive manner (positive halftone bias or negative halftone bias). An example of both biases is shown in Figure 3 and Table 1, where the biasing segment is utilized to increase the CD of the main function. In contrast, as shown in Fig. 4, the negative bias acts to reduce the CD of the main function. The negative biasing segment is formed in the same manner as the positive bias segment except that in the case of positive bias it is the opposite of adding the biasing segment to the edge of the functional part, and the biasing segment is removed by removing the section along the edge of the functional part. Is formed. In the case, the final edge shows the ″ this shape ″ appearance. In addition, the biasing segment is equally applicable to both dark and clear field masks.
도 5는 조명 부분 코히어런스 σ가 레지스트 라인상에서 얻어지는 최종 기능부 CD에 영향을 주도록 변경될 시에 얻을 수 있는 실험결과를 도시한다. 모든 세 %H 레벨은 동일한 경향, 즉, σ가 낮을 수록(즉, 보다 간섭이 많을 수록) CD 바이어스는 보다 높아진다. 실험 조건에 대해 표 1을 참조한다.FIG. 5 shows the experimental results that can be obtained when the illumination partial coherence σ is changed to affect the final functional CD obtained on the resist line. All three% H levels have the same tendency, i.e., the lower the sigma (i.e. the more interference) the higher the CD bias. See Table 1 for experimental conditions.
부분적인 코히어런스 효과는 전형적인 ″홀(hole)″ 및 ″공간(space)″보다 밝은 이미지 강도를 얻는 데 유용하다. 보다 높은 홀 및 공간 CD는 보다 작은 σ를 가지는 것으로 예상된다. 밝은 필드 기능부에서와 같이 어두운 필드 기능부는 σ 및 %H에서 변동에 예상한 대로 응답한다.Partial coherence effects are useful for obtaining image intensities that are brighter than typical ″ holes ″ and ″ spaces ″. Higher hole and space CDs are expected to have smaller σ. As with the bright field function, the dark field function responds to the fluctuations at σ and% H as expected.
부가적으로, 도 5는 주어진 %H에 대해, 측정된 실제 기능부 CD가 부분적인 코히어런스 설정을 선형적으로 추적하는 것처럼 보인다. 0.3과 같은 보다 낮은 코히어런스 설정(더 많은 간섭성 조명)인 경우, 보다 높은 CD를 이끌어낼 것이다. 반면에, CD는 보다 높은 부분 코히어런스 설정(더 많은 비간섭성 조명)에 대해 보다 낮을 것이다. 이 속성은 웨이퍼 프린팅에 사용되는 실제 코히어런스 셋팅을 감시하는 데 사용될 수 있다.In addition, FIG. 5 appears for the given% H, the actual functional CD measured linearly tracks the partial coherence setting. Lower coherence settings (more coherent lighting), such as 0.3, will lead to higher CDs. CD, on the other hand, will be lower for higher partial coherence settings (more incoherent illumination). This property can be used to monitor the actual coherence settings used for wafer printing.
또한, 기능부의 반대 에지에 상이한 %H를 적용하므로써 미세한 조정 기능부 위치가 가능해진다. 예를 들면, 기능부의 우측 에지가 80%H 처리를 수신하는 동안 기능부의 좌측 에지가 20%H를 수신하는 경우, 기능부의 CD는 증가할 것이지만, 중심이 우측으로 다소 시프트할 것이며, 사실상 기능부를 ″마이크로-위치지정″한다. 이 효과는 도 6에 도시되어 있다.In addition, fine adjustment function position is made possible by applying different% H to the opposite edge of the function portion. For example, if the left edge of the functional part receives 20% H while the right edge of the functional part receives 80% H processing, the CD of the functional part will increase, but the center will shift slightly to the right, in fact the functional part ″ Micro-positioning ″. This effect is shown in FIG.
″마이크로-위치지정″ 조정 효과는 렌즈 수차로 인한 위치적 시프트를 방해하는 데 활용될 수 있다. 예를 들면, 최신식 KrF 엑시머 레이저 스테퍼와 같은 가까운-회절-제한 노광 툴인 경우, λ/32에 근접한 파전반부 에러의 양을 생각할 수 있다. -0.03X(제르니크 폴리노미날(Zernike polynominals)의 Z7)의 X-코마 렌즈 수차를 활용하여 이 효과를 계산한다. 도 6에 도시된 바와 같은 동일한 비대칭 하프톤 바이어스(″AHB″) 교정 인자를 사용한다. 최종 레지스트 패턴은 도 7(a) 및 도 7(b)에 도시되어 있다.The ″ micro-positioning ″ adjustment effect can be utilized to prevent positional shifts due to lens aberrations. For example, in the case of a near-diffraction-limited exposure tool such as a state-of-the-art KrF excimer laser stepper, the amount of power half errors close to λ / 32 can be considered. The effect is calculated using the X-coma lens aberration of -0.03X (Z7 of Zernike polynominals). The same asymmetric halftone bias (″ AHB ″) correction factor as shown in FIG. 6 is used. The final resist pattern is shown in Figures 7 (a) and 7 (b).
특히, 도 7(a)는 어떠한 교정없이 렌즈 수차에 의해 발생되는 기능부의 최종 위치를 도시한다. 도 7(b)는 본 발명의 결과로서 사용가능한 ″마이크로-위치지정″ 조정을 활용하는 ″교정된″ 기능부를 도시한다. 진실로, 위치지정 교정 효과는 도 7(b)에 도시된 비대칭적으로 바이어스된 경우에서 분명히 나타난다. 이 예에서, 비대칭 바이어싱 세그먼트를 사용하여 기능부를 우측으로 시프트시키므로서 렌즈 수차를 교정한다.In particular, Fig. 7 (a) shows the final position of the functional part caused by lens aberration without any correction. Figure 7 (b) shows a ″ calibrated ″ functionality that utilizes ″ micro-positioning ″ adjustments available as a result of the present invention. Indeed, the positioning correction effect is evident in the asymmetrically biased case shown in Figure 7 (b). In this example, lens aberration is corrected by shifting the function to the right using an asymmetric biasing segment.
또한, 본 발명의 바이어싱 세그먼트는 교번하는 위상-시프트 마스크(″altPSM″)에 대한 강도 레벨링을 수행하는 데 활용될 수 있다. 특히, 도 8은 다수의 주 기능부(70)를 가지는 altPSM 라인 패턴을 도시한다. 도시된 바와 같이, 기능부는 도 7과 함께 개시한 본 발명과 유사한 비대칭 방식으로 적용된 바이어싱 세그먼트(32)를 가진다.도 8의 altPSM는 4×KrF 엑시머 레지어 노광 툴상서의 이미징을 위하여 설계되었다. 이 출원에서, 비대칭 바이어싱 세그먼트의 기능은 0도 영역(0-공간) 및 π도 위상 시프트 영역(π-공간) 사이의 강도 차이를 ″레벨″링하는 데 있다. 강도 델타는 π-공간에서 전송 손실에 의해 발생되는 것으로 알려져 있다. 이상적으로 0도 및 π공간에 대한 전송은 100%에 근접하여야 한다. 그러나, 전형적인 altPSM 제조 절차는 π공간을 생성하기 위한 에칭 공정을 사용하므로, 제조 공정은 종종 에칭된 영역에서 전송 손실의 측정가능한 양을 도입한다. 10%와 같이 높은 π공간에서의 전송 손실이 관찰되었다. 이러한 불균형 전송은 0-공간과 π-공간 사이에 형성된 레지스트 기능부(70)에 대해 일정하지 않은 측벽을 발생시킬 수 있다. 넷 효과(net effect)는 바람직하지 않은 기능부 CD 변동이다.In addition, the biasing segments of the present invention can be utilized to perform intensity leveling on alternating phase-shift masks (" altPSM "). In particular, FIG. 8 shows an altPSM line pattern having a number of main functional units 70. As shown, the functional part has a biasing segment 32 applied in an asymmetrical manner similar to the invention disclosed in conjunction with FIG. 7. The altPSM of FIG. 8 is designed for imaging of a 4 × KrF excimer laser exposure tool. . In this application, the function of the asymmetric biasing segment is to ″ level ″ the difference in intensity between the 0 degree region (0-space) and the π degree phase shift region (π-space). The intensity delta is known to be caused by transmission loss in π-space. Ideally, transmissions for 0 degrees and π space should be close to 100%. However, since a typical altPSM fabrication procedure uses an etching process to create a π space, the fabrication process often introduces a measurable amount of transfer loss in the etched area. Transmission losses in the π space as high as 10% were observed. This unbalanced transfer can create non-uniform sidewalls for resist function 70 formed between 0-space and π-space. The net effect is undesirable functional CD variation.
이 문제를 교정하기 위하여, (0.02㎛의) 대략 40%H의 기능부 바이어스 교정이 필요하다(도 9를 참조). 이것은 0.008㎛ 에지 바이어스와 동등하다. 0.032㎛ e-빔 어드레스 유닛을 요구하는 이 바이어스 정도는 오늘날의 최신 공정으로도 불가능하다. 반면에, 본 발명의 하프톤 바이어싱 기법을 사용하면, 이 바이어스는 4× 레티클에서 0.1㎛ e-빔을 사용하여 성취될 수 있다.In order to correct this problem, a functional bias correction of approximately 40% H (0.02 μm) is needed (see FIG. 9). This is equivalent to a 0.008 μm edge bias. This bias degree, requiring a 0.032µm e-beam address unit, is not even possible with today's modern processes. On the other hand, using the halftone biasing technique of the present invention, this bias can be achieved using 0.1 μm e-beams at 4 × reticles.
도 8에 도시된 바와 같이 altPSM에 적용되는 비대칭 바이어싱 세그먼트의 적용에서, 40% 하프톤 바이어스가 적용되며, w=0.02㎛, d=0.10㎛ 및 HTP=0.25㎛이다. 바이어싱 세그먼트는 0-공간에 가까운 기능부 에지에만 적용된다. π-공간에는 하프톤 바이어스가 없다. 주 기능부 CD는 0.14㎛이고, 주 기능부 피치(″FP″)는 0.30㎛이다.In the application of the asymmetric biasing segment applied to altPSM as shown in FIG. 8, a 40% halftone bias is applied, w = 0.02 μm, d = 0.10 μm and HTP = 0.25 μm. The biasing segment only applies to functional edges close to zero-space. There is no halftone bias in the π-space. The main functional part CD is 0.14 mu m, and the main functional part pitch (" FP ") is 0.30 mu m.
도 9를 참조하면, altPSM에 비대칭 바이어싱 세그먼트(″AHB″)를 적용하면 0-공간과 π-공간 사이에 강도 변동을 제거하도록 작용하는 것을 도시한다. AHB에 의해 강도 레벨링의 전술한 예를 밀집 기능부에 적용가능하다는 데에 주목한다.(즉, FP<2λ, 여기서 KrF 엑시머 레이저에 대한 λ는 0.248㎛이다) 동일한 AHB 방법이 반-밀집 기능부에 유효하다. 반-분리 및 분리 기능부인 경우, 강도 레벨링 요건은 산란 바로써 만족될 수 있다.Referring to FIG. 9, the application of an asymmetric biasing segment (“AHB ″) to altPSM works to eliminate intensity fluctuations between 0-space and π-space. Note that the above-described example of intensity leveling by AHB is applicable to the dense function (ie, FP <2λ, where λ for KrF excimer laser is 0.248 μm). Is available at. In the case of semi-separation and separation functions, the strength leveling requirements can be satisfied with scatter bars.
본 발명의 AHB 기법은 ″그리드-스냅된″ 기능부를 원래 의도한 배치 위치로 시프트시키는 데 활용될 수 있다. 도 10은 교정되지 않은(″그리드-스냅된″) 레지스트 패턴 대 AHB 바이어스된 레지스트 패턴 윤곽의 비교를 도시한다. 그리드-스내핑은 마지막 e-빔 어드레스 유닛이 원래의 드로잉 그리드의 전체 곱이 아닐 때 발생된다. 이러한 상황하에서, 기능부 에지는 가장 가까운 배수 그리드로 스냅될 것이다. 이 ″그리드-스내핑″은 의도한 위치로부터 기능부의 정확한 배치를 시프트할 수 있다. 분명한 것은, 임의 리딩 에지 IC 제조인 경우, 이것은 바람직하지 않다. 전술한 바와 같이 본 발명의 AHB 기법을 사용하면, 스냅된 기능부 배치를 변경할 수 있어 보다 작은 e-빔 어드레스 크기로 재분류할 필요없이 원래의 배치를 되찾거나 혹은 보다 근접하게 될 수 있다. 특히, 의도한 위치로 다시 에지를 바이어스하기 위하여 필요한 %H를 가진 비대칭 바이어싱 세그먼트를 ″스냅된″ 소정 기능부의 에지에 적용한다.The AHB technique of the present invention can be utilized to shift the ″ grid-snapped ″ functionality to the original intended placement position. 10 shows a comparison of uncorrected (″ grid-snapped ″) resist patterns to AHB biased resist pattern contours. Grid-snapping occurs when the last e-beam address unit is not the full product of the original drawing grid. Under this situation, the functional edge will snap to the nearest multiple grid. This ″ grid-snapping ″ may shift the exact placement of the function from the intended position. Obviously, this is not desirable when manufacturing any leading edge IC. Using the AHB technique of the present invention as described above, it is possible to change the snapped function placement so that the original placement can be retrieved or closer to the need without reclassifying to a smaller e-beam address size. In particular, an asymmetric biasing segment with% H necessary to bias the edge back to the intended position is applied to the edge of the ″ snapped ″ function.
전술한 바와 같이, 본 발명의 방법 및 장치는 종래기술에 비해 중요한 장점을 제공한다. 특히 중요한 것은, 본 발명은 비현실적으로 작은 e-빔 어드레스 유닛 또는 스폿 크기를 사용할 필요없이 상당히 미세한 기능부 사이징을 제공하므로써, 결과적으로 상당한 비용 절감을 가져오는 하프톤 바이어싱 방법을 제공한다. 진실로, 본 발명의 하프톤 바이어싱 방법은 현 마스크 제조 공정을 활용하는 나노미터-스케일 기능부 바이어싱을 허용하므로써 산란 바를 활용할 수 없는 반밀집 및 밀집 기능부 상황에 OPC 처리를 허용한다.As mentioned above, the methods and apparatus of the present invention provide significant advantages over the prior art. Of particular importance, the present invention provides a halftone biasing method that provides significantly fine functional sizing without the need to use unrealistically small e-beam address units or spot sizes, resulting in significant cost savings. Indeed, the halftone biasing method of the present invention allows for OPC treatment in semi-dense and dense functional situations where scattering bars cannot be utilized by allowing nanometer-scale functional biasing utilizing current mask fabrication processes.
또한, 본 발명의 신규의 하프톤 바이어싱 기법을 주어진 기능부에 비대칭적으로 적용하므로써, 레지스트 기능부 위치지정시에 렌즈-수차-유도 시프트를 보정하기 위하여 마이크로-위치 교정을 성취할 수 있다.In addition, by applying the novel halftone biasing technique of the present invention asymmetrically to a given function, micro-positional correction can be achieved to correct lens-aberration-induced shifts in resist function positioning.
비대칭 하프톤 바이어스 기법(AHB)은 또한 교번하는 위상-시프트 마스크(altPSM)에서 위상-시프팅과 비-위상-시프팅간의 불균형한 투과율의 결과로서 발생될 수 있는 일정하지 않은 대기 이미지 강도를 레벨링하는 데 효과적이다.Asymmetric halftone bias technique (AHB) also levels non-uniform atmospheric image intensities that can occur as a result of unbalanced transmission between phase-shifting and non-phase-shifting in alternating phase-shift masks (altPSM). Effective at
AHB의 또다른 이점은 원래 의도한 배치를 사실상 따르도록 ″그리드-스냅된″ 패턴을 변경 및/또는 교정하는 데 활용될 수 있다는 것이다.Another advantage of AHB is that it can be utilized to change and / or correct a `` grid-snapped '' pattern to virtually follow the originally intended placement.
부분 코히어런스 율(σ)은 하프톤 바이어스된 기능부의 수행과 상호작용한다. 이와 같이, 적당한 조정으로써, 이들 효과의 결합을 사용하여 밝은 필드 및 어두운 필드 기능부 CD를 변조하거나 혹은, 기능부 CD를 사용하여 부분 코히어런스 설정을 감시할 수 있다.The partial coherence rate σ interacts with the performance of the halftone biased function. Thus, with appropriate adjustment, the combination of these effects can be used to modulate the light and dark field functional CDs, or the functional CD can be used to monitor partial coherence settings.
본 발명의 소정의 특정 실시예를 개시하였지만, 본 발명의 사상 또는 본질적인 특성을 벗어나지 않고서도 다른 특정한 형태로 구현될 수 있다는 데에 주목한다. 따라서, 본 발명의 실시예는 도시된 모든 면에서 고려되며, 제한적이지 않으며, 본 발명의 범주는 전술한 설명 보다는 첨부된 특허청구의 범위에 의해 지시되고, 특허청구의 범위와 동격인 의미 및 범위내에서의 모든 변경을 포함한다.While certain specific embodiments of the invention have been disclosed, it is noted that they may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Accordingly, the embodiments of the invention are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description, and meaning and scope equivalent to the scope of the claims. Includes all changes within
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